(57)【要約】  この成膜装置（１０）は、電圧が印加される電極プレート（７６）と、前記電極プレート（７６）に設けられて温度調整流体が循環する温度調整流体用流路（９２）と、前記電極プレート（７６）に接触して基板（Ｗ）の被成膜面に向けてプロセスガスを供給する複数の孔（７４）を有するシャワープレート（７５）と、前記電極プレート（７６）と前記シャワープレート（７５）との間に設けられて前記電極プレート（７６）及び前記シャワープレート（７５）に接触する熱交換用プレート（９１）と、前記熱交換用プレート（９１）に前記プロセスガスを導入しかつ前記熱交換用プレート（９１）に導入されたプロセスガスを前記シャワープレート（７５）の前記複数の孔（７４）に導くと共に前記熱交換用プレート（９１）に設けられたガス流路（１０７）とを含むカソードユニット（６８）と、前記カソードユニット（６８）に離間して対向配置されたアノード（６７）とを含む。
2011013746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜装置であって、
電圧が印加される電極プレートと、前記電極プレートに設けられて温度調整流体が循環する温度調整流体用流路と、前記電極プレートに接触して基板の被成膜面に向けてプロセスガスを供給する複数の孔を有するシャワープレートと、前記電極プレートと前記シャワープレートとの間に設けられて前記電極プレート及び前記シャワープレートに接触する熱交換用プレートと、前記熱交換用プレートに前記プロセスガスを導入しかつ前記熱交換用プレートに導入されたプロセスガスを前記シャワープレートの前記複数の孔に導くと共に前記熱交換用プレートに設けられたガス流路とを含むカソードユニットと、
前記カソードユニットに離間して対向配置されたアノードと、
を含むことを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
請求項１に記載の成膜装置であって、
前記熱交換用プレートは、凹凸加工によって形成された第１凹部を有すると共に前記電極プレートに接触する第１接触面と、凹凸加工によって形成された第２凹部を有すると共に前記電極シャワープレートに接触する第２接触面とを含み、
前記第１凹部及び前記第２凹部の位置は、前記シャワープレートの前記複数の孔の位置に対応している
ことを特徴とする成膜装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の成膜装置であって、
前記温度調整流体用流路は、前記電極プレートの外周部から前記電極プレートの中心部に向かう方向において前記電極プレートの温度が徐々に低くなるように配置されている
ことを特徴とする成膜装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の成膜装置であって、
前記熱交換用プレートは、一対の第１プレート片及び第２プレート片を有し、
前記第１プレート片及び前記第２プレート片は、前記カソードユニットが前記アノードに対向する方向に沿って重ね合わされている
ことを特徴とする成膜装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の成膜装置であって、
前記ガス流路においては、前記熱交換用プレートに導入された前記プロセスガスは前記電極プレートに近い位置に向けて流れ、前記電極プレートに近い位置に向けて流れた前記プロセスガスは、前記電極プレートから前記シャワープレートに向けて流れる
ことを特徴とする成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、薄膜太陽電池の製造に用いられる成膜装置に関する。
本願は、２００９年７月３１日に出願された特願２００９−１７９４１２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
現在の太陽電池に用いられている材料においては、単結晶Ｓｉ型及び多結晶Ｓｉ型の材料により大半が占められており、Ｓｉの材料不足等が懸念されている。
そこで、近年では、製造コストが低く、材料不足のリスクが小さい薄膜Ｓｉ層が形成された薄膜太陽電池の需要が高まっている。
更に、従来型のａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）層のみを有する薄膜太陽電池に加えて、最近ではａ−Ｓｉ層とμｃ−Ｓｉ（マイクロクリスタルシリコン）層を積層することにより変換効率の向上を図るタンデム型薄膜太陽電池の需要が高まっている。
この薄膜太陽電池の薄膜Ｓｉ層（半導体層）を形成する装置としては、プラズマＣＶＤ装置が用いられることが多い。
プラズマＣＶＤ装置としては、枚葉式ＰＥ−ＣＶＤ（プラズマＣＶＤ）装置、インライン型ＰＥ−ＣＶＤ装置、バッチ式ＰＥ−ＣＶＤ装置等が知られている。【０００３】
薄膜太陽電池に要求される変換効率を考慮すると、上記タンデム型太陽電池のμｃ−Ｓｉ層に要求される膜厚として、アモルファスＳｉ層の膜厚の約５倍程度の膜厚（１．５μｍ程度）を確保する必要がある。また、μｃ−Ｓｉ層の成膜工程においては、良質なマイクロクリスタル膜を均一に形成する必要があり、成膜速度を大きくするには限界がある。このため、バッチ数を増加させたりすることにより、生産性を向上させることが求められている。即ち、低成膜速度で、かつ、高スループットを実現する装置が求められている。【０００４】
また、生産性の向上を図ると共に大型基板にも高精度に成膜可能なＣＶＤ装置として、基板の被成膜面が重力方向と略並行となるように基板が配置されている状態で基板上に膜を形成する所謂縦型ＣＶＤ装置が知られている。この縦型ＣＶＤ装置として、基板を支持する一対の支持壁（ホルダ）が上下方向に延在して設けられているキャリアを有する装置が知られている。この装置において、一対の支持壁は、互いに略並行に配設されている。キャリアは、各支持壁に基板が支持された状態で、装置が設置されている床面に平行な方向に沿って移動し、基板を成膜室に搬送する。一対の基板間の位置に対応するように、成膜室には各基板を加熱するヒータが設けられている。また、成膜室の両側壁においては、内面側に高周波電極（カソード）が各々配設されており、この高周波電極に給電することによって成膜室に供給される成膜ガスのプラズマを発生させている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２７０６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述の従来技術においては、ヒータによる発熱又は高周波電極による放電に起因する発熱により、成膜室内（成膜空間内）の温度がバッチ処理の回数が増える（成膜室において成膜工程が行なわれる回数が増加する）に従って高くなる。成膜室内の温度上昇に伴ってヒータの出力を抑えたとしても、輻射熱等によって基板の温度が上昇し、所望の温度よりも高くなる。このため、バッチ処理の回数が増えるに従って、基板に形成される膜の品質が低下してしまうという課題がある。【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、基板の温度を一定に保つことができ、バッチ処理の回数が増えても基板に形成される膜の品質を安定させることができる成膜装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様の成膜装置は、カソードユニットと、前記カソードユニットに離間して対向配置されたアノードとを含み、前記カソードユニットとアノードとの間に配置された基板上に所望の膜を形成する。ここで、カソードユニットは、電圧が印加される電極プレートと、前記電極プレートに設けられて温度調整流体が循環する温度調整流体用流路（循環経路）と、前記電極プレートに接触して基板の被成膜面に向けてプロセスガスを供給する複数の孔を有するシャワープレートと、前記電極プレートと前記シャワープレートとの間に設けられて前記電極プレート及び前記シャワープレートに接触する熱交換用プレートと、前記熱交換用プレートに前記プロセスガスを導入しかつ前記熱交換用プレートに導入されたプロセスガスを前記シャワープレートの前記複数の孔に導くと共に前記熱交換用プレートに設けられたガス流路（流通経路）とを含む。【０００９】
このような構成を有する成膜装置においては、電極プレートに設けられた温度調整流体用流路に温度調整流体を循環させ、電極プレートの温度を一定に保つことができる。電極プレートの熱は、熱交換用プレートを介してシャワープレートに伝達される。これによって、シャワープレートの温度を一定に保つことができる。シャワープレートの温度を一定に保つことにより、基板の温度が上昇することを抑制できる。このため、バッチ処理の回数が増えても、即ち、成膜室において成膜工程が行なわれる回数が増加しても、基板に形成される膜の品質を安定させることができる。また、熱交換用プレートには、ガス流路が設けられている。このため、電極プレートとシャワープレートとの間に熱交換用プレートを設けた場合であっても、シャワープレートに設けられた複数の孔を介して基板の被成膜面に向けてプロセスガスを確実に供給することができる。このため、基板上に高品質な膜を形成することが可能になる。【００１０】
本発明の一態様の成膜装置においては、前記熱交換用プレートは、凹凸加工によって形成された第１凹部を有すると共に前記電極プレートに接触する第１接触面と、凹凸加工によって形成された第２凹部を有すると共に前記電極シャワープレートに接触する第２接触面とを含み、前記第１凹部及び前記第２凹部の位置は、前記シャワープレートの前記複数の孔の位置に対応していることが好ましい。
このような構成を有する成膜装置においては、プロセスガスを流動させる空間をシャワープレートの孔の周辺に確実に形成（確保）することができる。このため、例えば、熱交換用プレートを加工する際の加工精度が低下することに起因して、シャワープレートの孔が閉塞されてしまうことを防止できる。従って、熱交換用プレートを加工する際の加工精度を必要以上に高める必要がなく、加工コストを抑える（低減する）ことが可能になる。【００１１】
本発明の一態様の成膜装置においては、前記温度調整流体用流路は、前記電極プレートの外周部から前記電極プレートの中心部に向かう方向において前記電極プレートの温度が徐々に低くなるように配置されていることが好ましい。
即ち、前記電極プレートの外周部から前記電極プレートの中心部に向かう方向において前記電極プレートの温度が徐々に低くなるように温度調整流体用流路の形状又は循環経路のパターンが設計されている。
基板に温度ムラ（温度のバラツキ）が生じると、基板に歪みが生じる虞がある。特に、基板の外周部の温度よりも基板の中心部の温度が高い場合、基板の中心部において熱移動が起こり難くなり、熱歪みによって基板が損傷する虞がある。
一方、基板全体において均一な温度が得られるように温度を管理する場合、熱歪みが生じる虞はないが、大型基板に膜を形成する成膜工程においては基板全体において均一な温度が得られるように温度を管理することが困難である。このため、本発明の一態様の成膜装置においては、前記電極プレートの外周部から前記電極プレートの中心部に向かう方向において前記電極プレートの温度を徐々に下げることによって、基板の中心部の温度を外周部よりも下げることができる。この結果、熱歪みに起因する基板の損傷を防止することが可能になる。【００１２】
本発明の一態様の成膜装置においては、前記熱交換用プレートは、一対の第１プレート片及び第２プレート片を有し、前記第１プレート片及び前記第２プレート片は前記カソードユニットが前記アノードに対向する方向に沿って重ね合わされていることが好ましい。
このような構成を有する成膜装置においては、熱交換用プレートの内部にガス流路を容易に形成することができる。具体的に、第２プレート片に接触する第１プレート片の第１面に第１溝が形成され、第１プレート片に接触する第２プレート片の第２面に第２溝が形成されている。第１プレート片及び第２プレート片の間の合わせ面において、第１面及び第２面は互いに接触している。第１プレート片に形成された第１溝の位置と第２プレート片に形成された第２溝の位置とを合わせることによってガス流路を熱交換用プレート内に形成することが可能になる。このため、１つのプレートにガス流路を形成する場合と比較して、ガス流路を形成する加工工程を簡易化することができ、加工コストを低減することができる。【００１３】
本発明の一態様の成膜装置においては、前記ガス流路においては、前記熱交換用プレートに導入された前記プロセスガスは前記電極プレートに近い位置に向けて流れ、前記電極プレートに近い位置に向けて流れた前記プロセスガスは、前記電極プレートから前記シャワープレートに向けて流れることが好ましい。
即ち、ガス流路の流通経路においては、熱交換用プレートに導入された前記プロセスガスは、一度、前記電極プレート側の空間に吐出される。その後、電極プレート側の空間から前記シャワープレート側へ前記プロセスガスが導かれる。
このような構成を有する成膜装置においては、熱交換用プレートに導入されたプロセスガスを電極プレートとシャワープレートとの間に形成された空間部全体に分散させ、その後、シャワープレートに設けられた複数の孔に向かってプロセスガスを導くことができる。このため、シャワープレート全体から均一にプロセスガスを噴出させることができ、基板全体に均一に膜を形成することが可能になる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電極プレートに設けられた温度調整流体用流路に温度調整流体を循環させ、電極プレートの温度を一定に保つことができる。電極プレートの熱は、熱交換用プレートを介してシャワープレートに伝達される。これによって、シャワープレートの温度を一定に保つことができる。シャワープレートの温度を一定に保つことにより、基板の温度が上昇することを抑制できる。このため、バッチ処理の回数が増えても、即ち、成膜室において成膜工程が行なわれる回数が増加しても、基板に形成される膜の品質を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態における成膜装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】本発明の実施形態における成膜室の構成を概略的に示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態における成膜室の構成を概略的に示す斜視図であって、図２とは異なる斜視図である。
【図４】本発明の実施形態における成膜室を示す側面図である。
【図５】本発明の実施形態における電極ユニットの構成を概略的に示す斜視図である。
【図６】本発明の実施形態における電極ユニットの構成を概略的に示す斜視図であって、図５とは異なる斜視図である。
【図７】本発明の実施形態におけるカソードユニット及びアノードを示す部分断面図である。
【図８】本発明の実施形態におけるカソード中間部材を示す斜視図である。
【図９】図７の符号Ａで示された部位を示す拡大断面図である。
【図１０】本発明の実施形態における熱交換用プレートを示す平面図である。
【図１１】本発明の実施形態におけるキャリアを示す斜視図である。
【図１２】本発明の実施形態におけるカソード中間部材の測定箇所における温度変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る成膜装置の実施形態について、図面に基づき説明する。
また、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識し得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法及び比率を実際のものとは適宜に異ならせてある。
【００１７】
（成膜装置）
図１は、成膜装置の構成を概略的に示す図である。
図１に示すように、成膜装置１０は、成膜室１１と、仕込・取出室１３と、基板脱着室１５と、基板脱着ロボット１７と、基板収容カセット１９とを備えている。
成膜室１１においては、複数の基板Ｗに対して同時に、例えば、マイクロクリスタルシリコン膜を形成することができる。
仕込・取出室１３は、成膜室１１に搬入される基板Ｗ（以下、処理前基板という）と、成膜室１１から搬出された基板Ｗ（以下、処理後基板という）とを同時に収容可能である。
以下の説明において、「処理前基板」とは、成膜処理が施される前の基板（成膜処理前基板）を意味し、「処理後基板」とは、成膜処理が施された後の基板（成膜処理後基板）を意味する。
基板脱着室１５おいては、処理前基板Ｗがキャリア２１（図１１参照）に取り付けられたり、処理後基板Ｗがキャリア２１から取り外されたりする。
基板脱着ロボット１７は、基板Ｗをキャリア２１に取り付けたり、キャリア２１から取り外したりする。
基板収容カセット１９は、成膜装置１０とは異なる別の処理室に基板Ｗを搬送する際に用いられ、複数の基板Ｗを収容する。
【００１８】
本実施形態においては、成膜室１１，仕込・取出室１３，及び基板脱着室１５で構成される基板成膜ライン１６が４つ設けられている。
また、基板脱着ロボット１７は床面に配置（敷設）されたレール１８上を移動可能であり、全ての基板成膜ライン１６への基板Ｗの受け渡し工程を１台の基板脱着ロボット１７によって行う。
更に、基板成膜モジュール１４は、成膜室１１及び仕込・取出室１３が一体化して構成されており、運搬用のトラックに積載可能な大きさを有する。
【００１９】
（成膜室）
図２及び図３は、成膜室１１の構成を概略的に示し、図２はある位置から見た斜視図であり、図３は、図２を見た位置とは異なる位置から見た斜視図である。図４は、成膜室１１の側面図である。
図２に示すように、成膜室１１は箱型に形成されている。
仕込・取出室１３と接続される成膜室１１の第１側面２３（図２における紙面手前に示された成膜室１１の側面）には、基板Ｗが搭載されたキャリア２１が通過するキャリア搬出入口２４が３箇所形成されている。
【００２０】
キャリア搬出入口２４には、このキャリア搬出入口２４を開閉するシャッタ２５が設けられている。シャッタ２５を閉止した時には、キャリア搬出入口２４は成膜室１１の気密性を確保するように閉止される。また、成膜室１１の側面下部には成膜室１１内が真空雰囲気となるように減圧するために用いられる排気管２９が接続されており、排気管２９には真空ポンプ３０が設けられている（図４参照）。
【００２１】
図３に示すように、第１側面２３とは反対に位置する第２側面２７（図３における紙面手前に示された成膜室１１の側面）には、基板Ｗに膜を形成するために用いられる電極ユニット３１が３基取り付けられている。これら電極ユニット３１は、成膜室１１から着脱可能である。電極ユニット３１の各々には、温水配管２８の第１端（一端）が接続されている。温水配管２８の各々の第２端（他端）には、温水循環器３２が接続されている。温水循環器３２は、温水配管２８を通じて電極ユニット３１の各々に温水を供給する。
なお、本実施形態の温水（冷却用水）は、本発明の「温度調整流体」に相当する。温度調整流体は、室温（２７℃）よりも高い温度を有する流体である。カソード中間部材７６の温度が室温の場合には、温度調整流体は、カソード中間部材７６を加熱する。また、成膜工程を行うことによってカソード中間部材７６の温度が温度調整流体の温度よりも上昇した場合、温度調整流体はカソード中間部材７６を冷却する。また、連続成膜に起因してカソード中間部材７６の温度が徐々に上昇しないように、カソード中間部材７６は温度調整流体によって冷却される。
なお、図３においては、電極ユニット３１に接続されている３つの温水配管２８がまとめて１つの温水循環器３２に接続された構造が示されているが、温水循環器３２は、電極ユニット３１毎に設けられてもよい。
【００２２】
（電極ユニット）
図５及び図６は、電極ユニット３１の構成を概略的に示し、図５はある位置から見た斜視図であり、図６は、図５を見た位置とは異なる位置から見た斜視図である。図７は、カソードユニット６８及びアノード６７（対向電極）の部分断面図である。
図５〜図７に示すように、電極ユニット３１は、成膜室１１の第２側面２７に形成された３箇所の開口部２６に着脱可能である（図３参照）。電極ユニット３１の下部には車輪６１が設けられており、電極ユニット３１は、床面上を移動可能である。
【００２３】
また、車輪６１が取り付けられた底板部６２においては、底板部６２から鉛直方向に沿って立ち上がる側板部６３が設けられている。この側板部６３は、成膜室１１の第２側面２７の開口部２６を閉塞するように、開口部２６よりも大きなサイズで形成されている。つまり、側板部６３は、成膜室１１の壁面の一部を構成している。
側板部６３の第１板面６５（側板部６３の一方の面、成膜室１１の内部を向く面）には、基板Ｗ上に膜を形成する際に用いられ、基板Ｗの両面の各々に対向するように配置されるアノード６７とカソードユニット６８とが設けられている。
【００２４】
即ち、電極ユニット３１においては、カソードユニット６８を挟むように、カソードユニット６８の両側から離間してアノード６７が配置されており、カソードユニット６８の各々とアノード６７との間に成膜空間８１が形成されている。
各成膜空間８１，８１の各々に基板Ｗを配置することにより、一つの電極ユニット３１において２枚の基板Ｗ上に膜を同時に形成することができる。
【００２５】
また、側板部６３の第２板面６９（側板部６３の他方の面）には、駆動機構７１，マッチングボックス７２，及びコネクタ部６４が取り付けられている。駆動機構７１は、アノード６７を駆動させるために用いられる。マッチングボックス７２は、基板Ｗ上に膜を形成する際にカソードユニット６８に給電するために用いられる。コネクタ部６４には、温水配管２８（図３参照）が接続される。更に、側板部６３には、カソードユニット６８に成膜ガス（プロセスガス）を供給する配管として用いられる接続部（不図示）が形成されている。
【００２６】
（アノード）
図７に示すように、アノード６７には、基板Ｗの温度を調整する温度制御装置として、ヒータＨが内蔵されている。また、２枚のアノード６７，６７は側板部６３に設けられた駆動機構７１によって、アノード６７がカソードユニット６８に近づく方向と、アノード６７がカソードユニット６８から離れる方向とにおいて、即ち、水平方向において移動可能である。駆動機構７１は、基板Ｗとカソードユニット６８との距離を制御する。
【００２７】
具体的に、基板Ｗ上に膜を形成する際には、２枚のアノード６７，６７がカソードユニット６８に向かって移動（図７における矢印参照）して基板Ｗと当接する。更に、２枚のアノード６７，６７は、カソードユニット６８に近づくように移動し、基板Ｗとカソードユニット６８との距離が所望の距離に調節される。その後、基板Ｗ上に膜を形成する成膜処理を行い、成膜処理が終了した後に、アノード６７，６７は、カソードユニット６８から離れるように移動する。このように駆動機構７１がアノード６７，６７の位置を制御することにより、基板Ｗを電極ユニット３１から容易に取り出すことができる。
【００２８】
更に、アノード６７は、駆動機構７１にヒンジ（不図示）等を介して取りつけられており、電極ユニット３１を成膜室１１から引き抜いた状態で、アノード６７のカソードユニット６８に対向する面６７Ａが側板部６３の第１板面６５と略平行になるまで回動できる（開く）。
つまり、アノード６７は、底板部６２の鉛直方向から見て略９０°回動できるように構成されている（図５参照）。
【００２９】
（カソードユニット）
図８は、カソード中間部材７６を示す斜視図である。図９は、図７の符号Ａで示された部位を示す拡大断面図である。
図７〜図９に示すように、カソードユニット６８は、シャワープレート７５（カソード），カソード中間部材７６（電極プレート），熱交換用プレート９１，排気ダクト７９，及び浮遊容量体８２を有している。
カソード中間部材７６は、シャワープレート７５の外周部に接触している。熱交換用プレート９１は、シャワープレート７５とカソード中間部材７６との間に形成された空間部７７に設けられている。排気ダクト７９は、カソード中間部材７６の外周部に設けられている。
【００３０】
シャワープレート７５，７５はステンレス等で形成されており、カソード中間部材７６を挟むように、カソード中間部材７６の両面（両側）に対向する位置に配置され、アノード６７，６７と対向している。シャワープレート７５，７５の各々には、複数の小孔７４が形成されており、この小孔７４を通じて基板Ｗに向かって成膜ガスが噴出される。シャワープレート７５，７５は、カソード中間部材７６を介してマッチングボックス７２に接続されており、カソード（高周波電極）として機能する。
【００３１】
カソード中間部材７６は、一対の第１中間部材片７６ａ及び第２中間部材片７６ｂを有する。第１中間部材片７６ａ及び第２中間部材片７６ｂは、アルミ等からなり、平板状に形成されている。第１中間部材片７６ａ及び第２中間部材片７６ｂは、カソード中間部材７６の面に垂直な方向において互いに対向するように、重ね合わされている。第１中間部材片７６ａ及び第２中間部材片７６ｂは、ボルト９３によって一体に締結（固定）されている。即ち、一対の中間部材片７６ａ，７６ｂのうち、第１中間部材片７６ａには雌ネジ部９４が形成され、２中間部材片７６ｂにはボルト孔９５（貫通孔）が形成されている。ボルト孔９５には、ザグリ部９５ａが形成されており、ボルト９３の頭部は、カソード中間部材７６の表面から突出せず、ザグリ部９５ａ内に位置する。
【００３２】
カソード中間部材７６の外周部には、シャワープレート７５，７５に接触可能なフランジ部７３がカソード中間部材７６と一体に形成されている。また、カソード中間部材７６は、不図示の高周波電源にマッチングボックス７２を介して電気的に接続されている。これにより、シャワープレート７５とアノード６７との間にプラズマを発生させるために同電位・同位相の電圧がカソード中間部材７６を介して各シャワープレート７５，７５に印加される。
【００３３】
マッチングボックス７２は、カソード中間部材７６と高周波電源との間のマッチング（インピーダンスマッチング）を行う機能を有し、電極ユニット３１の側板部６３の第２板面６９に１つ設けられている。カソード中間部材７６には、マッチングボックス７２を介して高周波電源から供給された電圧が印加される給電ポイントが配設されている。給電ポイントの各々は、カソード中間部材７６の高さ方向（床面に対して鉛直な方向）における上部側面と下部側面に位置しており、即ち、カソード中間部材７６には合計２つの給電ポイントが配設されている。これら給電ポイントとマッチングボックス７２との間には、給電ポイントとマッチングボックス７２とを電気的に接続する配線が敷設されている。
【００３４】
配線は、マッチングボックス７２から延出し、カソード中間部材７６の外周に沿って各給電ポイントに至るように敷設されている。なお、カソード中間部材７６の外周と給電ポイント及び配線の周囲とは、例えば、アルミナ又は石英等で構成される絶縁部材８９によって取り囲まれている。
【００３５】
ここで、カソード中間部材７６には、温水循環器３２（図３参照）から供給される温水が流通される水配管９２（温度調整流体用流路、冷却流路）が埋設されている。水配管９２は、上部水路９２ａ，中間水路９２ｂ，及び下部水路９２ｃによって構成されている。上部水路９２ａは、カソード中間部材７６の高さ方向における上部（図８における上側）に敷設されている。中間水路９２ｂは、カソード中間部材７６の高さ方向における中央に敷設されている。下部水路９２は、カソード中間部材７６の高さ方向における下部（図８における下側）に敷設されている。
上部水路９２ａは、カソード中間部材７６の高さ方向における中央の位置において電極ユニット３１の側板部６３からカソード中間部材７６の中央に向けて延びている（符号２００）。更に、上部水路９２ａは、カソード中間部材７６の側板部６３に近い位置（根元部７６ｃの近傍）において高さ方向の上部に向けて曲がり（符号２０１）、高さ方向の上部に向けて延びている（符号２０２）。更に、上部水路９２ａは、カソード中間部材７６の側板部６３に近い位置（根元部７６ｃの近傍）であって高さ方向の上部において曲がり（符号２０３）、カソード中間部材７６の水平方向（床面に対して水平な方向）であってカソード中間部材７６の先端部７６ｄに向けて延びている（符号２０４）。更に、上部水路９２ａは、カソード中間部材７６の先端部７６ｄに近い位置において高さ方向の下部に向けて曲がり（符号２０５）、高さ方向の下部に向けて僅かに延びている（符号２０６）。更に、上部水路９２ａは、高さ方向における中央の位置において曲がり（符号２０７）、電極ユニット３１の先端部７６ｄから側板部６３に向けて僅かに延びている（符号２０８）。更に、上部水路９２ａは、符号２０９，２１０に示された位置において曲がり、符号２１１に示すように水平方向に延びており、符号２１２に示す位置で曲がっている。このように、上部水路９２ａは、側板部６３に向かって折り返すように形成されている。また、上部水路９２ａは、符号２１２に示す位置を含むようにＵ字状に曲がり、中間水路９２ｂに接続されている。
【００３６】
中間水路９２ｂは、カソード中間部材７６の高さ方向の中央の位置において、カソード中間部材７６の側板部６３に近い位置（根元部７６ｃの近傍）から先端部７６ｄに近い位置に向けて延びており（符号２１３）、Ｕ字状に曲がり、先端部７６ｄに近い位置から根元部７６ｃの近傍の位置に向けて延びている（符号２１４）。即ち、中間水路９２ｂは、水平方向に沿って１往復するように形成されている。
下部水路９２ｃは、Ｕ字状に曲がっている符号２１５に示す位置において、中間水路９２ｂに接続されている。下部水路９２ｃは、符号２１５に示す位置から水平方向に先端部７６ｄに向けて延びており、符号２１６，２１７に示された位置において曲がり、先端部７６ｄに向けて僅かに水平方向に延びている（符号２０８）。下部水路９２ｃは、高さ方向の下部に向けて僅かに延びている（符号２１９）。更に、下部水路９２ｃは、先端部７６ｄに近い位置であって高さ方向における下部において曲がり（符号２２０）、カソード中間部材７６の水平方向であって側板部６３に向けて延びている（符号２２１）。更に、下部水路９２ｃは、カソード中間部材７６の側板部６３に近い位置（根元部７６ｃの近傍）であって高さ方向の下部において曲がり（符号２２２）、高さ方向の上部に向けて延びている（符号２２３）。更に、下部水路９２ｃは、カソード中間部材７６の側板部６３に近い位置（根元部７６ｃの近傍）において側板部６３に向けて曲がり（符号２２４）、高さ方向における中央の位置において電極ユニット３１の側板部６３に向けて延びている（符号２２５）。このように、下部水路９２ｃは、側板部６３に向かって折り返すように形成され、高さ方向における中央の位置に戻るように形成されている。
そして、水配管９２は、直線と曲線とが組み合わされた一本の線状の水路によって形成され、上部水路９２ａ，中間水路９２ｂ，及び下部水路９２ｃが連通している。また、図７に示すように、水配管９２は、中間部材片７６ａ，７６ｂの間に配置されている。中間部材片７６ａ，７６ｂは、溶接によって接合されており、水配管９２は、ステンレス等により形成されている。
また、カソード中間部材７６は、外周部７６ｅと中心部７６ｆとを有する。図８に示すように、カソード中間部材７６においては、上部水路９２ａ，中間水路９２ｂ，及び下部水路９２ｃが中心部７６ｆに密集するように水路が配置される。
また、本実施形態においては、一本の線状の水路がカソード中間部材７６に形成されている構造について説明したが、この構造は本発明の一形態であり、本発明はこの構造を限定しない。例えば、一つの水配管を２つ以上の水配管に分岐させる分岐部がカソード中間部材７６に設けられていてもよい。また、水路のパターンは、中心部７６ｆに水路が集中するように適切に決定される。
【００３７】
図１０は、熱交換用プレート９１を示す平面図である。
図７，図９，及び図１０に示すように、熱交換用プレート９１は、アルミニウムで形成されており、シャワープレート７５とカソード中間部材７６との間に形成された空間部７７に設けられている。また、熱交換用プレート９１は、一対の第１プレート片１０１及び第２プレート片１０２によって構成されている。第１プレート片１０１及び第２プレート片１０２は、空間部７７の形状に対応するように平板状に形成されている。
第１プレート片１０１及び第２プレート片１０２は、カソードユニット６８がアノード６７に対向する方向に沿って重ね合わされ、空間部７７に収納されており、ボルト９７によってカソード中間部材７６に締結（固定）されている。
【００３８】
即ち、一対の第１プレート片１０１及び第２プレート片１０２の各々には、ボルト孔９８（貫通孔）が形成されており、カソード中間部材７６には雌ネジ部９９が形成されている。ボルト孔９８には、ザグリ部９８ａが形成されており、ボルト９７の頭部は、熱交換用プレート９１の表面から突出せず、ザグリ部９８ａ内に位置する。
そして、一対のプレート片のうちの一方のプレート片である第１プレート片１０１は表面１０１ａ（第１接触面）を有し、他方のプレート片である第２プレート片１０２は表面１０２ａ（第２接触面）を有する。
表面１０１ａは、カソード中間部材７６に接触し、表面１０２ａは、シャワープレート７５に接触している。
【００３９】
第１プレート片１０１の表面１０１ａには、エンボス加工が施されており、このエンボス加工によって、表面１０１ａに複数の第１凹部１０３が形成されている。
第２プレート片１０２の表面１０２ａにも、エンボス加工が施されており、このエンボス加工によって、表面１０２ａに複数の第２凹部１０４が形成されている。
第１プレート片１０１の第１凹部１０３の周囲に形成された隔壁１０５（立ち上がり壁）の先端は、カソード中間部材７６に接触している。
第２プレート片１０２の第２凹部１０４の周囲に形成された隔壁１０６（立ち上がり壁）の先端は、シャワープレート７５に接触している。
このような構造においては、カソード中間部材７６とシャワープレート７５との間で熱交換用プレート９１を介して熱交換が行われる。
なお、隔壁１０６は、独立した柱状に形成されてもよい。隔壁１０６が独立した柱状に形成されている場合、シャワープレート７５と第２プレート片１０２との間の空間において、隔壁１０６の周囲を成膜ガスが流動する。この構造においては、複数の第２凹部１０４の各々のみに成膜ガスが供給されるのではなく、隔壁１０６によって規定された一つの空間である第２凹部１０４に成膜ガスが供給され、成膜ガスはシャワープレート７５の小孔７４を通じて成膜空間８１に供給される。
また、同様に、隔壁１０５は、独立した柱状に形成されてもよい。隔壁１０５が独立した柱状に形成されている場合、カソード中間部材７６と第１プレート片１０１との間の空間において、隔壁１０５の周囲を成膜ガスが流動する。この構造においては、複数の第１凹部１０３の各々のみに成膜ガスが供給されるのではなく、隔壁１０５によって規定された一つの空間である第１凹部１０３（空間７７）に成膜ガスが供給され、成膜ガスは第３流路１１０を通じて、第２凹部１０４内に供給される。
また、本実施形態におけるエンボス加工は、本発明の凹凸加工の一つであって、即ち、表面１０１ａ，１０２ａに凹凸部（第１凹部１０３及び第２凹部１０４）を形成する加工方法の一つである。このような凹凸部を形成する方法であれば、公知の方法が用いられてもよい。
【００４０】
所望の熱容量がカソード中間部材７６とシャワープレート７５との間で交換できるように、第１プレート片１０１の隔壁１０５及び第２プレート片１０２の隔壁１０６の厚さは設定されている。隔壁１０５の厚さと隔壁１０６の厚さは異なってもよい。
また、シャワープレート７５に接触している第２プレート片１０２の第２凹部１０４は、シャワープレート７５に形成されている複数の小孔７４に対応する位置に形成されている。そして、第２プレート片１０２の隔壁１０６によって小孔７４が閉塞されないように、第２凹部１０４の形状又は大きさが決められている。
【００４１】
熱交換用プレート９１には、不図示のガス供給装置から供給される成膜ガスをカソードユニット６８内に導入するガス流路１０７が形成されている。
また、図１０に示すように、ガス流路１０７は、第１流路１０８，第２流路１０９，及び第３流路１１０によって構成されている。第１流路１０８は、熱交換用プレート９１内に導入された成膜ガスを熱交換用プレート９１全体に渡って分散させ、例えば、熱交換用プレート９１の高さ方向（床面に対して鉛直な方向）及び水平方向（床面に対して水平な方向）に延在している。また、図９に示すように、第１流路１０８からカソード中間部材７６に向かって延在する第２流路１０９が形成されており、第２流路１０９は、第１プレート片１０１の厚さ方向に沿って貫通している。第２流路１０９は、第１流路１０８と第１凹部１０３の空間７７とを接続する。また、第３流路１１０は、第１プレート片１０１及び第２プレート片１０２の厚さ方向に沿って貫通するように形成されている。第３流路１１０は、第１凹部１０３の空間７７と第２凹部１０４の空間とを接続する。
【００４２】
第２プレート片１０２に接触する第１プレート片１０１の第１面１０１ｂに溝１０８ａ（第１溝）が形成され、第１プレート片１０１に接触する第２プレート片１０２の第２面１０２ｂに溝１０８ｂ（第２溝）が形成されている。また、第１プレート片１０１及び第２プレート片１０２の間の合わせ面において、第１面１０１ｂ及び第２面１０２ｂは互いに接触しており、溝１０８ａの位置と１０８ｂの位置とを一致させる（重ね合わせる）ことによって、第１流路１０８が形成されている。なお、第１流路１０８を形成する溝は、第１プレート片１０１もしくは第２プレート片１０２のいずれか一方に形成されてもよい。
第２流路１０９は、第１プレート片１０１の隔壁１０５を避けるように形成されている。
第３流路１１０は、第１プレート片１０１及び第２プレート片１０２の重ね合わせ方向で、第１凹部１０３が第２凹部１０４にオーバーラップしている位置に形成されている。即ち、第３流路１１０は、第１プレート片１０１の第１凹部１０３と第２プレート片１０２の第２凹部１０４とを互いに連通させている。
【００４３】
このような構成を有する熱交換用プレート９１においては、熱交換用プレート９１に導入された成膜ガスは、第１流路１０８を流動し、第２流路１０９を介して第１プレート片１０１の第１凹部１０３に吐出される（図９における矢印Ｙ１参照）。即ち、成膜ガスは、カソード中間部材７６に近い位置に向けて流れる。
更に、第１凹部１０３とカソード中間部材７６とによって形成された空間７７は、成膜ガスによって充満され、成膜ガスは、第３流路１１０を介して第２プレート片１０２の第２凹部１０４に導かれる（図９における矢印Ｙ２参照）。その後、成膜ガスは、シャワープレート７５の小孔７４を介して基板Ｗへと供給される。即ち、カソード中間部材７６に近い位置に向けて流れた成膜ガスは、カソード中間部材７６からシャワープレート７５に向けて流れる。
ここで、各流路１０８，１０９，１１０には、それぞれステンレス製の配管１１１が敷設されている。成膜ガスは、配管１１１内を流動する。このため、各流路１０８，１０９，１１０の途中から成膜ガスが漏れ出すことが防止されている。
【００４４】
図７に示すように、カソード中間部材７６の外周部に設けられた排気ダクト７９は、成膜空間８１の成膜ガス又は反応生成物（パウダー）を排気（除去）するために用いられる。
具体的には、成膜工程を行う際の基板Ｗとシャワープレート７５との間に形成される成膜空間８１に連通するように（面するように）排気口８０が形成されている。排気口８０はカソードユニット６８の周縁部に沿って複数形成されており、カソードユニット６８の全周において略均等に成膜ガス又は反応生成物（パウダー）を吸引して除去できるように構成されている。
【００４５】
また、カソードユニット６８の下部に位置する排気ダクト７９の成膜室１１内へ向いた面には開口部（不図示）が形成されている。排気口８０を通じて除去された成膜ガス等は、この開口部を介して成膜室１１内へ排出される。成膜室１１内へ排出されたガスは、成膜室１１の側面下部に設けられた排気管２９を通じて、成膜室１１の外部へ排気される。
【００４６】
また、排気ダクト７９とカソード中間部材７６との間、つまり、カソード中間部材７６に形成されているフランジ部の外周面には、誘電体及び浮遊容量体８２の少なくとも一つが設けられている。また、浮遊容量体８２は、積層空間を有する。排気ダクト７９は、接地電位に接続されている。排気ダクト７９は、シャワープレート７５及びカソード中間部材７６にて発生する異常放電を防止するために用いられるシールド枠としても機能する。
【００４７】
更に、カソードユニット６８の周縁部には、排気ダクト７９の外周部からカソード中間部材７６の外周部に至る部位（領域）を覆うようにマスク７８が設けられている。このマスク７８は、キャリア２１に設けられた後述する挟持部５９の挟持片５９Ａ（図１１参照）を被覆すると共に、成膜工程を行う際に挟持片５９Ａと一体となって空間部７７に存在する成膜ガス又は反応生成物（パウダー）を排気ダクト７９に導くガス流路Ｒを形成している。即ち、キャリア２１（挟持片５９Ａ）を被覆するマスク７８とシャワープレート７５との間、及びマスク７８と排気ダクト７９との間にガス流路Ｒが形成されている。
【００４８】
（仕込・取出室）
図１に示すように、成膜室１１と仕込・取出室１３との間、及び、仕込・取出室１３と基板脱着室１５との間をキャリア２１が移動できるように、移動レール３７が成膜室１１と基板脱着室１５との間に敷設されている。
仕込・取出室１３は、箱型に形成されている。
仕込・取出室１３の一側面（図１における下側の面）には、基板Ｗが搭載されたキャリア２１が通過可能なキャリア搬出入口（不図示）が設けられている。このキャリア搬出入口には、仕込・取出室１３の気密性を確保できるシャッタ３６が設けられている。また、仕込・取出室１３には、不図示の真空ポンプが接続されており、真空ポンプは仕込・取出室１３の内部を真空状態となるように減圧する。
【００４９】
更に、仕込・取出室１３には、移動レール３７に沿って成膜室１１と仕込・取出室１３との間でキャリア２１を移動させる不図示のプッシュ−プル機構が設けられている。
また、仕込・取出室１３内において、処理前基板及び処理後基板を同時に（一括して）収容させるために、移動機構（不図示）が設けられている。この移動機構は、成膜装置１０が設置される床面の鉛直方向から見た平面図において、移動レール３７が敷設する方向に略直交する方向にキャリア２１を所定距離移動させる。
【００５０】
（基板脱着室）
基板脱着室１５においては、移動レール３７に配置されているキャリア２１に対して処理前基板を取り付けることができ、処理後基板をキャリア２１から取り外すことができる。基板脱着室１５においては、３個のキャリア２１を並列して配置することができる。
【００５１】
（基板脱着ロボット）
基板脱着ロボット１７は、駆動アーム４５を有しており、駆動アーム４５の先端に基板Ｗを吸着する吸着部を有する。また、駆動アーム４５は、基板脱着室１５に配置されたキャリア２１と基板収容カセット１９との間を駆動する。具体的に、駆動アーム４５は、基板収容カセット１９から処理前基板を取り出して、基板脱着室１５に配置されたキャリア２１に処理前基板を取り付けることができる。更に、駆動アーム４５は、処理後基板を基板脱着室１５に戻ってきたキャリア２１から取り外し、基板収容カセット１９へ搬送することができる。
【００５２】
（キャリア）
図８は、キャリア２１を示す斜視図である。図８に示すように、キャリア２１は、基板Ｗを搬送するために用いられ、基板Ｗを取り付けることができる額縁状の２個のフレーム５１が形成されている。つまり、一つのキャリア２１において、基板Ｗを２枚取り付けることができる。２個のフレーム５１，５１は、その上部において連結部材５２によって一体化されている。
また、連結部材５２の上方には、移動レール３７に載置される車輪５３が設けられている。移動レール３７上を車輪５３が転がることにより、キャリア２１が移動レール３７に沿って移動可能である。
【００５３】
更に、フレーム５１の下部には、キャリア２１が移動する際に基板Ｗの揺れを抑制するためにフレームホルダ５４が設けられている。フレームホルダ５４の先端は、各室の底面上に設けられた、断面形状が凹状であるレール部材（不図示）に嵌合されている。なお、成膜装置１０が設置される床面の鉛直方向から見た平面図において、不図示のレール部材は移動レール３７に沿う方向に配置されている。
フレームホルダ５４を複数のローラで構成すれば、より安定に基板Ｗを搬送することができる。
【００５４】
フレーム５１の各々は、開口部５６，周縁部５７，及び挟持部５９を有している。フレーム５１に基板Ｗが搭載された場合に、開口部５６においては基板Ｗの被成膜面である表面が露出される。開口部５６の周縁部５７において、挟持部５９によって基板Ｗの両面が挟持され、基板Ｗはフレーム５１に固定される。
挟持部５９は、基板Ｗの表面に当接する挟持片５９Ａと、基板Ｗの裏面（背面）に当接する挟持片５９Ｂとで構成されている。挟持片５９Ａ，５９Ｂは、バネ等を介して連結されている。このバネによって、挟持片５９Ａと挟持片５９Ｂとが互いに近接する方向に向かって付勢力が作用する。
【００５５】
また、挟持片５９Ａが挟持片５９Ｂに近づく方向又は挟持片５９Ａが挟持片５９Ｂから離れる方向において、挟持片５９Ａは、アノード６７の移動に応じて移動可能である。ここで、キャリア２１は、一つの移動レール３７上に１つ取り付けられている。つまり、一つの移動レール３７上に一対（２枚）の基板Ｗを保持できる１つのキャリア２１が取り付けられている。従って、一組の成膜装置１０においては、３個のキャリア２１が取り付けられ、即ち、３対（６枚）の基板が保持される。
【００５６】
（薄膜太陽電池の製造方法）
次に、成膜装置１０を用いて、基板Ｗに膜を形成する方法を説明する。
なお、この説明においては、一つの基板成膜ライン１６の図面を用いるが、他の三つの基板成膜ライン１６においても略同様の方法により基板に膜を形成する。
図１に示すように、処理前基板（基板Ｗ）を複数枚収容した基板収容カセット１９を所定の位置に配置する。
【００５７】
次に、基板脱着ロボット１７の駆動アーム４５を動かして、基板収容カセット１９から処理前基板を一枚取り出し、この処理前基板を基板脱着室１５に設置されているキャリア２１（図８参照）に取り付ける。この時、基板収容カセット１９において水平方向に配置された処理前基板の配置方向は、鉛直方向に変わり、処理前基板がキャリア２１に取り付けられる。この動作をもう一度繰り返し、一つのキャリア２１に２枚の処理前基板を取り付ける。
更に、この動作を繰り返して、基板脱着室１５に設置されている残り二つのキャリア２１にも処理前基板をそれぞれ取り付ける。つまり、この段階で、３つのキャリア２１に処理前基板を６枚取り付ける。
【００５８】
続いて、処理前基板が取り付けられた３個のキャリア２１は、移動レール３７に沿って略同時に移動し、仕込・取出室１３内に収容される。仕込・取出室１３にキャリア２１が収容された後、仕込・取出室１３のキャリア搬出入口（不図示）のシャッタ３６が閉じる。その後、仕込・取出室１３の内部は、真空ポンプ（不図示）を用いて真空状態に保持される。
次に、成膜装置１０が設置される床面の鉛直方向から見た平面図において、移動機構を用いて、移動レール３７が敷設された方向と直交する方向に３個のキャリア２１の各々を所定距離移動させる。
【００５９】
続いて、成膜室１１のシャッタ２５を開き、成膜室１１において成膜処理が終了した処理後基板が取り付けられたキャリア２１をプッシュ−プル機構（不図示）を用いて仕込・取出室１３に移動させる。
更に、プッシュ−プル機構を用いて処理前基板を保持したキャリア２１を成膜室１１に移動させる。キャリア２１の移動が完了した後に、シャッタ２５が閉じる。なお、成膜室１１の内部は、真空状態が保持されている。
このとき、キャリア２１に取り付けられた処理前基板は、処理前基板の面に平行な方向に沿って移動する。成膜室１１内において、処理前基板の表面が重力方向と略並行となるように、処理前基板は、アノード６７とカソードユニット６８との間に鉛直方向に沿って挿入される。
【００６０】
次に、駆動機構７１は、アノード６７がカソードユニット６８に近づく方向（図７における矢印参照）に電極ユニット３１の２枚のアノード６７を移動させて、アノード６７と基板Ｗの裏面とを当接させる。更に、駆動機構７１の駆動によって、アノード６７に押されるように処理前基板がカソードユニット６８に向かって移動する。また、基板Ｗとカソードユニット６８のシャワープレート７５との隙間が所定距離（成膜距離）になるまで、処理前基板がカソードユニット６８に向けて移動する。なお、基板Ｗとカソードユニット６８のシャワープレート７５との隙間（成膜距離）は５〜１５ｍｍで、例えば５ｍｍ程度である。
【００６１】
このとき、基板Ｗの表面に当接しているキャリア２１の挟持片５９Ａは、基板Ｗの移動（アノード６７の移動）に伴って挟持片５９Ｂから離れるように変位する。そして、基板Ｗは、アノード６７と挟持片５９Ａとにより挟持される。基板Ｗがカソードユニット６８に向かって移動すると、挟持片５９Ａがマスク７８に当接し、この時点でアノード６７の移動が停止する。
【００６２】
このような状態において、アノード６７に内蔵されているヒータＨにより、基板Ｗの温度が所望の温度になるように基板Ｗが加熱される。また、温水循環器３２（図３参照）を駆動させてカソード中間部材７６に埋設されている水配管９２に温水を循環させる。ここで、ヒータＨの温度は、例えば、約２００℃程度まで上昇するが、水配管９２内を循環する温水の温度は、例えば、約７０℃〜８０℃程度に設定されている。約７０℃〜８０℃程度に温度が設定されている温水が水配管９２を循環することにより、カソード中間部材７６の熱は、熱交換用プレート９１を介してシャワープレート７５に伝達される。なお、熱が伝達する方向は、カソード中間部材７６からシャワープレート７５に向く方向とは限らない。基板Ｗの温度がカソード中間部材７６の温度よりも高い場合には、シャワープレート７５からカソード中間部材７６に向く方向に熱は伝達され、この熱は水配管９２内を循環する温水に伝達される。即ち、この場合、水配管９２内を循環する温水によって、シャワープレート７５を介して基板Ｗが冷却される。
【００６３】
本実施形態においては、約２００℃程度に温度が設定されたヒータＨの熱と、シャワープレート７５に伝達された熱とにより、温度が約１７０℃程度になるように基板Ｗは加熱され、その温度が一定に保たれる。即ち、ヒータＨ（アノード６７）が基板Ｗを加熱する一方、シャワープレート７５によって基板Ｗが冷却され、基板Ｗの温度が調整されている。
また、カソード中間部材７６に埋設されている水配管９２においては、直線と曲線とが組み合わされた一本の線状の水路によって上部水路９２ａ，中間水路９２ｂ，及び下部水路９２ｃが形成されている。また、図８に示すように、カソード中間部材７６の外周部７６ｅよりも中心部７６ｆに上部水路９２ａ，中間水路９２ｂ，及び下部水路９２ｃが密集するように、水配管９２が配置されている。このため、カソード中間部材７６においては、外周部７６ｅの温度よりも中心部７６ｆの温度が低く、外周部７６ｅから中心部７６ｆに向かう方向において温度が徐々に低くなる。
【００６４】
より詳細に、図１２に基づいてカソード中間部材７６の温度分布について説明する。
図１２においては、縦軸は温度を示し、横軸はカソード中間部材７６の温度が測定される位置を示す。即ち、図１２は、カソード中間部材７６における位置と温度との関係を示しており、カソード中間部材７６の温度が測定される箇所における温度変化を示すグラフである。また、カソード中間部材７６に入力される熱量が３［Ｋｗ］である場合と、その熱量が６［Ｋｗ］である場合、水配管９２を循環する温水の流量が１０［ｌ／ｍｉｎ］である場合と、その流量が２０［ｌ／ｍｉｎ］である場合において、図１２には温度分布が示されている。図１２において、（Ａ）は、熱量が３［Ｋｗ］であり流量が２０［ｌ／ｍｉｎ］である条件を示し、（Ｂ）は、熱量が３［Ｋｗ］であり流量が１０［ｌ／ｍｉｎ］である条件を示し、（Ｃ）は、熱量が６［Ｋｗ］であり流量が２０［ｌ／ｍｉｎ］である条件を示し、（Ｄ）は、熱量が６［Ｋｗ］であり流量が１０［ｌ／ｍｉｎ］である条件を示している。また、図１２の左端Ｏから右端Ｐに向う方向は、図８の矢印Ａに示された方向に一致している。即ち、左端Ｏと右端Ｐとの間の領域は、高さ方向の下部であって側板部６３に近い位置（根元部７６ｃ）と高さ方向の上部であって側板部６３とは反対の位置（先端部７６ｄ）との間の領域に一致（設定）している。また、左端Ｏと右端Ｐとの間の中央位置は、カソード中間部材７６の中央位置に対応している。
【００６５】
図１２に示すように、カソード中間部材７６においては、外周部７６ｅの温度よりも中心部７６ｆの温度が低く、外周部７６ｅから中心部７６ｆに向かう方向において徐々に温度が低くなっていることが確認できる。従って、図１２に示すようなカソード中間部材７６全体の温度分布を得られるように水配管９２の配管パターンが設定されている。このため、カソード中間部材７６の熱が熱交換用プレート９１を介してシャワープレート７５に伝達されると、或いはシャワープレート７５が熱交換用プレート９１を介してカソード中間部材７６によって冷却されると、シャワープレート７５全体の温度分布としては、図１２に示すような分布形状と同じような形状を有する温度分布が得られる。これにより、シャワープレート７５に対向する基板Ｗ全体の温度分布は、図１２に示す分布形状と同じような形状を有する温度分布に近似する。
【００６６】
ここで、カソード中間部材７６の外周部７６ｅの温度よりも中心部７６ｆの温度を低くすることにより、カソード中間部材７６における高温箇所と低温箇所との温度差を小さくし、カソード中間部材７６に発生する熱を分散させることができる。これにより、熱歪みに起因してカソード中間部材７６が損傷することを防止できる。カソード中間部材７６の外周部７６ｅと中心部７６ｆとの温度差が約２０℃〜５０℃程度に設定されている場合、熱歪みに起因する基板Ｗの損傷を防止することが可能になる。なお、基板Ｗ全体として温度が均一であれば熱歪みが生じない。
【００６７】
図７及び図９に示すように、基板Ｗを所望の温度に加熱した後、不図示のガス供給装置は、カソードユニット６８の熱交換用プレート９１に成膜ガスを導入する。成膜ガスは、ガス流路１０７の第１流路１０８を流通し、第２流路を介して第１プレート片１０１の第１凹部１０３に吐出される（図９における矢印Ｙ１参照）。その後、第１凹部１０３とカソード中間部材７６とにより形成される空間が成膜ガスによって充満され、その後、第３流路１１０を介して第２プレート片１０２の第２凹部１０４に導かれる（図９における矢印Ｙ２参照）。この後、シャワープレート７５の小孔７４を介して基板Ｗに向かって成膜ガスが噴出される。
【００６８】
更に、マッチングボックス７２を起動させて高周波電源から供給された電圧をマッチングボックス７２及びカソード中間部材７６を介してシャワープレート７５に印加し、基板Ｗの表面に膜を形成する。ここで、アノード６７のヒータＨにおいては、基板Ｗの温度が所望の温度に達すると加熱動作が停止する。シャワープレート７５に電圧を印加することによって成膜空間８１にプラズマが発生する。このため、処理時間の経過に伴ってプラズマの発生に起因する熱によって基板Ｗが加熱された場合、アノード６７の加熱を停止しても、基板Ｗの温度が所望の温度よりも上昇してしまうおそれがある。
【００６９】
しかしながら、カソード中間部材７６に温水が循環されているので、熱交換用プレート９１及びシャワープレート７５を介して基板Ｗが冷却される。これに加え、アノード６７を温度上昇しすぎた基板Ｗを冷却する放熱板として機能させることもできる。従って、基板Ｗの温度は、成膜処理の時間経過に関わらず所望の温度に調整される。
なお、一度の成膜処理工程において複数の層を成膜する際には、成膜空間８１に供給される成膜ガス材料の種類を所定時間毎に切り替えることによって、基板Ｗ上に複数の層を形成することができる。
【００７０】
続いて、成膜処理中及び成膜処理後に、カソードユニット６８の周縁部に形成された排気口８０を通じて成膜空間８１のガス又は反応生成物（パウダー）が排気される。具体的に、成膜空間８１内のガス又は反応生成物は、ガス流路Ｒと排気口８０とを介して、カソードユニット６８の周縁部の排気ダクト７９に排気される。その後、ガス又は反応生成物は、カソードユニット６８の下部における成膜室１１内へ向いた排気ダクト７９の開口部を通過する。更に、ガス又は反応生成物は、成膜室１１の側面下部に設けられた排気管２９から成膜室１１の外部へと排気される。
なお、基板Ｗ上に膜を形成する際に発生した反応生成物（パウダー）は、排気ダクト７９の内壁面に付着・堆積し、回収及び処分される。
成膜室１１内の全ての電極ユニット３１において、上述した処理と同じ処理が実行されるため、６枚の基板に対して同時に膜を形成することができる。
【００７１】
そして、成膜処理が終了したら、駆動機構７１により２枚のアノード６７が互いに離れる方向にアノード６７を移動させ、処理後基板及びフレーム５１（挟持片５９Ａ）を元の位置に戻す。更に、２枚のアノード６７が互いに離れる方向にアノード６７を移動させることで、処理後基板がアノード６７から離れる。
次に、図１に示すように、成膜室１１のシャッタ２５を開き、プッシュ−プル機構（不図示）を用いて、キャリア２１を仕込・取出室１３へ移動させる。
このとき仕込・取出室１３の内部は減圧されており、次に膜が形成される処理前基板が取り付けられたキャリア２１が仕込・取出室１３内に既に位置している。
そして、仕込・取出室１３において、処理後基板に蓄熱されている熱が処理前基板へ伝熱し、処理後基板の温度が下がる。
【００７２】
続いて、処理前基板が搭載されたキャリア２１が成膜室１１内へと移動した後、移動機構によって処理後基板が搭載されたキャリア２１が移動レール３７の位置に戻される。シャッタ２５を閉じた後、シャッタ３６を開き、処理後基板が搭載されたキャリア２１は基板脱着室１５へ移動される。
基板脱着室１５においては、基板脱着ロボット１７は、処理後基板をキャリア２１から取り外し、処理後基板を基板収容カセット１９に搬送する。
全ての処理後基板をキャリアから取り外す工程が完了した後、処理後基板が搭載されている基板収容カセット１９は、次工程が行なわれる場所（装置）に移動し、成膜装置１０における成膜処理が終了する。
【００７３】
従って、上述の実施形態によれば、カソード中間部材７６に埋設された水配管９２に温水を循環させ、カソード中間部材７６の温度を一定に保つことができる。カソード中間部材７６の熱は、熱交換用プレート９１を介してシャワープレート７５に伝達され、シャワープレート７５の温度を一定に保つことができる。シャワープレート７５の温度を一定に保つことにより、基板Ｗの温度が上昇することを抑制できる。このため、バッチ処理の回数が増えても基板Ｗに形成される膜の品質を安定させることができる。
【００７４】
また、熱交換用プレート９１にガス流路１０７が設けられている。このため、カソード中間部材７６とシャワープレート７５との間に形成された空間部７７が熱交換用プレート９１で埋められた場合であっても、シャワープレート７５に設けられた複数の小孔７４を介して基板Ｗの被成膜面に成膜ガスを確実に供給することができる。よって、基板Ｗに高品質な膜を形成することが可能になる。
【００７５】
更に、熱交換用プレート９１を構成する第１プレート片１０１の表面１０１ａ及び第２プレート片１０２の表面１０２ａの各々には、エンボス加工が施されている。このエンボス加工によって、第１プレート片１０１の表面１０１ａに複数の第１凹部１０３が形成され、第２プレート片１０２の表面１０２ａに複数の第２凹部１０４が形成される。このため、シャワープレート７５の小孔７４の周辺に成膜ガスを流動させる空間を確実に確保することができる。このため、例えば、熱交換用プレート９１を加工する際の加工精度が低下することに起因して、シャワープレート７５の小孔７４が閉塞されてしまうことを防止できる。よって、熱交換用プレート９１を加工する際の加工精度を必要以上に高める必要がなく、加工コストを抑える（低減する）ことが可能になる。
【００７６】
そして、熱交換用プレート９１のガス流路１０７に配管１１１が敷設され、この配管１１１はガス流路１０７を構成している。このため、ガス流路１０７の途中から成膜ガスが漏れることを防止することができる。よって、熱交換用プレート９１に導入された成膜ガスをシャワープレート７５の小孔７４に確実に導くことができ、生産効率の向上を図ることが可能になる。
【００７７】
また、カソード中間部材７６に埋設された水配管９２は３つの水路９２ａ〜９２ｃによって構成されている。カソード中間部材７６の外周部７６ｅから中心部７６ｆに向かう方向においてカソード中間部材７６の温度が徐々に低くなるように、カソード中間部材７６の温度分布が設定されている。この結果、基板Ｗの基板の中心部７６ｆの温度を外周部７６ｅの温度よりも下げることができる（図１２参照）。よって、熱歪みに起因する基板Ｗの損傷を防止することが可能になる。
【００７８】
更に、熱交換用プレート９１においては、カソードユニット６８がアノード６７に対向する方向に沿って、一対の第１プレート片１０１及び第２プレート片１０２が重ね合わされている。このため、第１プレート片１０１及び第２プレート片１０２に第１流路１０８，第２流路１０９，及び第３流路１１０を形成し、第１プレート片１０１及び第２プレート片１０２を重ね合わせることによって、ガス流路１０７を形成することができる。特に、第１プレート片１０１の第１面１０１ｂに溝１０８ａが形成されており、第２プレート片１０２の第２面１０２ｂに溝１０８ｂが形成されている。また、第１プレート片１０１及び第２プレート片１０２の間の合わせ面において、溝１０８ａが溝１０８ａに重ね合わさるように、第１面１０１ｂが第２面１０２ｂに接触している。また、このため、１つのプレートにガス流路１０７を形成する場合と比較して、ガス流路１０７を形成する加工を簡易化することができ、加工コストを低減することができる。
【００７９】
そして、ガス流路１０７は、３つの流路１０８，１０９，１１０で構成されている。ガス流路１０７の第１流路１０８及び第２流路１０９を介して成膜ガスは第１プレート片１０１の第１凹部１０３に吐出されている。その後、成膜ガスは、第３流路１１０を介してシャワープレート７５の小孔７４に導かれている。このため、熱交換用プレート９１に導入された成膜ガスをカソード中間部材７６の近くに位置する空間部７７全体に分散させた後、シャワープレート７５の複数の小孔７４に向けて成膜ガスを導くことができる。このため、シャワープレート７５全体から均一に成膜ガスを噴出させることができ、基板Ｗ全体に均一に膜を形成することが可能になる。
【００８０】
なお、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上述の実施形態では、熱交換用プレート９１のガス流路１０７に配管１１１を敷設し、この配管１１１をガス流路１０７として構成している場合について説明した。しかしながら、本発明はこの構造を限定しておらず、熱交換用プレート９１のガス流路１０７に配管１１１を敷設せずに、ガス流路１０７の表面が成膜ガスに露出するようにガス流路１０７内に成膜ガスが流動してもよい。この場合、第１プレート片１０１及び第２プレート片１０２の間の合わせ面に、パッキン等のシール部材を設けることが望ましい。
【００８１】
また、上述の実施形態においては、カソード中間部材７６に埋設された水配管９２が３つの水路９２ａ，９２ｂ，９２ｃによって構成された構造について説明した。しかしながら、本発明はこの構造を限定しておらず、外周部７６ｅから中心部７６ｆに向かう方向においてカソード中間部材７６の温度が徐々に低くなるカソード中間部材７６の温度分布が得られるように、水配管９２を敷設すればよい。
更に、上述の実施形態では、水配管９２（温度調整流体用流路）内に温水（温度調整流体）を循環させた場合について説明した。しかしながら、本発明は温水を循環させる構造を限定しておらず、温水に代わって冷水（例えば、約２５℃程度の水）又は油等を冷却媒体として用いてもよい。
【００８２】
また、上述の実施形態では、例えば、ヒータＨの温度を約２００℃程度、水配管９２内を循環する温水の温度を約７０℃〜８０℃程度、及び基板Ｗの温度を約１７０℃程度に設定した場合について説明した。しかしながら、本発明はこの温度条件を限定しておらず、基板Ｗに形成される膜の種類、ヒータＨの加熱能力等に応じて、各々の温度を設定すればよい。
また、上述の実施形態では、熱交換用プレート９１に形成されているガス流路１０７が３つの流路１０８，１０９，１１０で構成され、シャワープレート７５全体から均一に成膜ガスを噴出させる構造について説明した。しかしながら、本発明はこの構造を限定しておらず、シャワープレート７５全体から成膜ガスを噴出することが可能なガス流路が形成されていればよい。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、薄膜太陽電池の製造に用いられる成膜装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００８４】
１０…成膜装置  １１…成膜室  ６７…アノード  ６８…カソードユニット  ７４…小孔（孔）  ７５…シャワープレート  ７６…カソード中間部材（電極プレート）  ７７…空間部  ８１…成膜空間  ９１…熱交換用プレート  ９２…水配管（温度調整流体用流路）  ９２ａ…上部水路  ９２ｂ…中間水路  ９２ｃ…下部水路  １０１，１０２…第１プレート片  １０１ａ，１０２ａ…表面（第１接触面，第２接触面）  １０３…第１凹部  １０４…第２凹部  １０７…ガス流路  １０８…第１流路  １０９…第２流路  １１０…第３流路  １１１…配管  Ｈ…ヒータ  Ｗ…基板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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